אלקטרוניקה מוקשחת על ידי ציפוי פארילן parylene
אלקטרוניקה מוקשחת על ידי ציפוי פארילן - parylene
מוצרים מוקשחים מחוזקים על ידי תהליכים שונים כדי להבטיח עמידות טובה יותר ושימוש ממושך בתנאי הפעלה המאופיינים בשחיקה רבה. תנאים אלה קיימים עבור מוצרי תעופה וחלל, כלי רכב, מוצרים מסחריים, מוצרים רפואיים וצבאיים, הדורשים ביצועים אמינים בסביבות פונקציונליות שונות הכוללות:
- טווח טמפרטורות קיצוני
- רעידות מתמשכות ואינטנסיביות
- פנימיות וחיצוניות של המכשיר/רכיב
- חדירות חומר לאבק, גשם, פיח, מים או רוח
- בין שאר תנאי עבודה היוצרים בלאי, מתח ושחיקה.
קיימת חשיבות רבה לשמירה על מעגלים מודפסים (PCB) ומכלולים אלקטרוניים דומים המניעים או מובילים לפעולה כל כך הרבה מוצרים ומערכות מוקשחות. כדי להיות שימושיים, מוצרים מוקשחים חייבים לעמוד במפרטים של MIL-STD-810F, בהם נעשה שימוש בהליכי בדיקה כדי לקבוע את:
- יכולת התפקוד של מכשיר בתנאים שצוינו לעיל, ובאופן משמעותי יותר
- כיצד הוא מגיב להשפעה של ארטילריה/ירי, האצה קיצונית ונוכחות של פטריות או ערפל מלח.
בעוד שסוגים רבים של מוצרי אלקטרוניקה מוקשחים, כגון אביזרים רפואיים מושתלים, אינם צריכים לתפקד באמצעות ירי ואינם דורשים הגנה מפני האצה, אך הם עדיין חייבים לתפקד לפי סטנדרטים מסוימים לאורך כל טווח התנאים הקיצוניים והחמורים שצוינו לעיל.
יש לזכור כי אביזרים רפואיים נדרשים לעתים קרובות במצבים המגנים על חיים, במידה השווה או עולה על מוצרים צבאיים, ודורשים הגנה אמינה דומה כדי להבטיח את שימושיותם. אבל במה ניתן להשתמש כדי להגן על המוצרים עצמם, כדי להבטיח את הביצועים המהימנים שלהם? חומר אחד בעל ערך רב למטרות אלה הוא ציפוי קונפורמי פארילן.
הגנת פארילן עבור מכשירים ומוצרים מוקשחים
סוגי הציפויים הקונפורמיים משתנים, וניתן ליישם אותם בהצלחה למטרות המתאימות למאפיינים שונים ולהליכי היישום הספציפיים להם. חומרי יישום רטובים כגון אקריליק, אפוקסי, סיליקון ואוריתן יכולים להציע דרגות שונות של קשיות או גמישות הציפוי, עמידות בחום או הגנה על פני השטח השימושיים למטרות המוקשחות שצוינו. עם זאת, אף אחד מהם לא מפגין את הרבגוניות של פארילן עבור יישומים מוקשחים.
תהליך שיקוע האדים הכימיים (CVD) של ציפוי הפארילן חודר עמוק לתוך פני המצע העליון. תכונה זו מספקת למעגלים מודפסים או למכלול חשמלי ציפוי אחיד באמת, ללא חרירים, דיאלקטרי במיוחד, שומר על עמידות בידוד המשטח לטווח ארוך (SIR) המתאימה לתפקוד האופטימלי של מערכת החשמל המוגנת. בנוסף, הפיתוח והשימוש המוגברים במערכות חשמליות nano (בקנה מידה ננומטרים) MEMS/ (מערכות מיקרו אלקטרו-מכניות) עבור התקנים מוקשחים מבטלים במידה רבה את השימוש בחומרי ציפוי מתחרים. שיטות הטבילה, הריסוס וציפוי במברשת הסטנדרטיות פשוט אינן יכולות להגן על יישומי MEMS/nano; לעומת זאת, פארילן יכול, וגם טוב מאוד.
לפני תהליך שיקוע האדים הכימיים (CVD) , טיפול במצעים עם תמיסת מלח A-174, או בטכנולוגיות קדם-טיפול חדשות יותר, מבטיח הידבקות למשטחים מגוונים כמו אלסטומר, זכוכית, מתכת, נייר ופלסטיק, דבר המשפר את הרבגוניות של פארילן למטרות הקשחה. הציפויים הקונפורמיים שלו מייצרים:
- חסמים המסוגלים לעמוד בפני ההשפעה על ביצועי המכלול כגון נוזלי גוף, לכלוך, כימיקלים מסוכנים, חום, לחות ומזהמים אחרים
- חוזק דיאלקטרי גבוה, יחד עם תכונות מכניות/פיזיות חיוביות, המספקות
- עמידות בפני זעזועים סביבתיים, רעידות חזקות והדף, טבעיים או מעשה ידי אדם.
ציפוי פארילן כאמצעי לקשיחות משופרת
פארילן מאושר כציפוי קונפורמי בעל מפרט צבאי, ומשפר את שלמות המכשירים המוקשחים מבלי להוסיף עלות גבוהה. הרבה תלוי בתהליך היישום, שבו שיקוע הפארילן הגזי על המצע מייצר צמיחה אורגנית מדומה של הציפוי, מתחת לפני המצע ועד לשכבת הציפוי החיצונית. שכבת הגנה דקה זו עמידה במיוחד, אך אינה שבירה כפי שחומרים מצופים בהתזה/ טבילה כגון אוריתן או אפוקסי עלולים להפוך בתנאי טמפרטורה קשים וקפואים. יתר על כן, ציפויי הפארילן אינם מתפרקים בטמפרטורות בטווח העליון. הציפוי נשאר שלם, שומר על איכויותיו הדיאלקטריות ועל הבידוד הנדרשים לביצועי הרכיבים.
סוגים של פארילן C, F או N (סוגי פארילן בהרחבה) מומלצים מאוד עבור הקשחה. לכל סוגי הפארילן תכונות חסימה ומוליכות דומות, המשלבות חוזק עם תוספת משקל מינימלית וגמישות פני השטח. בנוסף ליישומי תעופה וחלל/צבאי, התאמת פארילן עבור רכיבים רפואיים מוקשחים נותנת מענה, לעתים קרובות, לצורך בפונקציונליות יעילה בנוכחות נוזלי גוף קשים. מיסוך מתאים של מכלולים ורכיבים חשמליים שבירים לפני הפעלת תהליך השיקוע מבטיח שיישום הפארילן לא יפגום בתפקודם בעת השימוש.
מסקנה
ציפויי פארילן מומלצים לשימוש במוצרים מוקשחים בהם נדרשת הגנה חשמלית, ביולוגית או סביבתית אמינה וייעודית. ההתקנים, המיוצרים במיוחד כדי לעמוד בתקני ביצועים מאתגרים או לשימוש בתנאים קשים, מספקים הגנת פארילן מוקשחת ושומרים על ביצועים תפעוליים תקינים. העמידות לסביבות עבודה מאתגרות המסופקת על ידי פארילן תומכת בפונקציונליות שבה מכשירים לא מוגנים היו אחרת נכשלים. רכיבים פנימיים של מוצרים מיוחדים אלה דורשים אותה מידת הקשחה הנדרשת למרכיבים החיצוניים. לא משנה מהי דרישת העמידות, ברור שהפארילן יכול להבטיח שכל המערכות יפעלו כמצופה.
